Előfizetés a lapra

A GPS negyedszázada Magyarországon

A hét kutatója, geoinformatika, gps, helymeghatározás, interjú

2015/08/10

Éppen 25 éve érkeztek Magyarországra az első geodéziai GPS-vevők, ma pedig már a hétköznapi élet számos területén találkozhatunk a globális helymeghatározó rendszerre épülő alkalmazásokkal. Busics György a kezdetektől használja a technikát kutatásra és alkalmazásra egyaránt. Az Óbudai Egyetem Alba Regia Műszaki Kar Geoinformatikai Intézet igazgatójával az eszköz és a technológia elterjedéséről és lehetőségeiről beszélgettünk.

– Ön építőmérnökként végezett. Hogyan lett ebből műholdas helymeghatározás?

– Valóban építőmérnöki végzettség szerepel az oklevelemben, de földmérőmérnöki szakon végeztem a BME Építőmérnöki Karán. Az 1960-as évek óta létezik ez a szak, ami egyébként 1949-ben Sopronban indult először hazánkban. Úgy tartjuk, hogy a geodézia a helymeghatározás tudománya. Egy nagyrabecsült kollégám szavaival: a geodéta a hely felelőse. Hogy mi a „hely”, annak definiálására nem vállalkoznék, de hogy a hely megadására szükség van, az biztos. A földrajzi hely koordinátákkal, földrajzi szélességgel és hosszúsággal való meghatározása szakmai feladat, erre külön tantárgyunk is volt, ami csillag-észleléseken alapult. Műholdas helymeghatározásról nemigen esett szó egyetemista koromban, bár a 70-es években már megjelentek az első terepi Doppler-vevők az amerikai TRANSIT rendszer vételére. Ezekkel az akkortájt alakuló penci Kozmikus Geodéziai Obszervatórium (a KGO) munkatársai foglalkoztak nálunk elsőként. A Doppler-technikáról akkoriban azt gondoltam, hogy az csak obszervatóriumok dolga és a pontossága sem felel meg a gyakorlati geodézia igényeinek.

– Az Ön számára mikor kezdődött a GPS-korszak?

– A nyolcvanas évek elején, talán 1981-ben, egy kozmikus geodéziai szemináriumon hallottam először arról, hogy készül a TRANSIT rendszert felváltó NAVSTAR GPS az USA-ban. 1989-ben a KGO munkatársai szerveztek egy GPS-tanfolyamot, aminek tananyaga egy kanadai kiadvány fordítása volt. Oktatóként, a fehérvári GEO-ból, amolyan hitetlen Tamásként vettem részt ezen a tanfolyamon, de a végére hívő lettem. Azzal a feltétellel: hiszem, ha látom! Így, amikor az első geodéziai GPS-vevők Magyarországra kerültek, elmentem Pencre és megkértem Borza Tibort, aki az új technika bevezetésének „motorja” volt, hogy tartson nekünk egy bemutató teszt-mérést.  Erre 1990 nyarán került sor Berhidán, ahol a korábbi földrengés miatt volt egy klasszikus mérésekkel megalapozott pontmezőnk, illetve Fehérvár határában, ahol egy távmérőkalibráló alapvonalunk van. Az eredmények meggyőztek és 1991-ben már egy olyan team tagja voltam, amelyik az Országos GPS Hálózat (OGPSH) első keretmérését végezte. Egy német egyetemistával, német kölcsönvevővel Nadapon, illetve Aggteleken mértem Trimble 4000-es vevővel három-három napon át.

Régi típusú GPS-vevő a nadapi OGPSH-ponton

– Lehetett-e látni a kezdeteknél ennek a technikának, technológiának a jövőjét?

– Nem láttuk, én legalábbis nem. Ezért minden, a jövőre vonatkozó becslésnél óvatosságra intenék. Csak példaként említem a geodéziai alkalmazást: a legelső méréseknél legalább egy órán keresztül kellett mérni egyidejűleg két, egymástól mondjuk 5-10 kilométerre lévő ponton, hogy a térbeli vektor cm-es pontossággal kiértékelhető legyen. Később, az úgynevezett gyors statikus mérésnél ez az időtartam 10-20 percre rövidült attól függően, hogy egy- vagy kétfrekvenciás vevőt használtunk. Ma ugyanezt a pontosságot akár 10-20 másodperc alatt, valós időben, egyetlen RTK (real-time kinematic) vevő használatával elérhetjük. Ehhez persze kell a GNSS-infrastruktúra: a permanens állomások hálózata, a mobil internet, a központi szoftverek, az azokat megalapozó új algoritmusok és modellek.

 Az 1153 pontból álló OGPSH kiépítésekor csak az akkori technológiára építhettünk. A folyamatosan működő referenciaállomások hálózatának kialakításakor (ami 2010-re készült el a szomszédos országok határmenti állomásait is beleértve), nem gondoltuk volna, hogy a felhasználók köre ilyen gyorsan és ilyen mértékben bővülni fog. Senki nem merte volna 1990-ben megjósolni, hogy az agrárszektor lesz a GPS egyik legnagyobb alkalmazója, a precíziós mezőgazdaság kialakulásával. Nemcsak Amerikában, de hazánkban is. A GPS-korszak kezdetén azt se mertük volna gondolni, hogy magyar emberek magyar városokban GPS-navigációval közlekednek. Ma nemcsak az amerikai GPS-t használjuk, hiszen teljes értékűen működik az orosz Glonassz és kiépülőben van az európai Galileo és a kínai Compass, így összefoglaló névként GNSS-ről beszélünk.

– Az alkalmazás mellett kutatásra is tudta használni a rendszert?

– Amikor GPS-méréssel egyetlen vevővel határozzuk meg pozíciónkat, akkor WGS84 rendszerbeli koordinátákat kapunk. Ha geodéziai pontosságú GNSS-mérést végzünk, akkor a közös európai térbeli vonatkoztatási rendszerben, az ETRS89-ben kapjuk a pontok koordinátáit. Nálunk, Magyarországon azonban a síkvetületi térkép az úgynevezett EOV-vetületben készül, ez a hivatalos síkbeli koordináta-rendszer, míg a magasságok a Balti alapszintre vonatkoznak.  A globális rendszerből a helyi rendszerekbe való áttérésre, ami mindennapos gyakorlati feladat, sok megoldás született. Minden megoldás alapja az OGPSH, ami a transzformációs közös pontok adatbázisaként is szolgál. A legjobb illeszkedést csak úgynevezett lokális transzformációval lehet elérni, mondjuk 30 km-es körzetben. Ha az OGPSH mind az 1153 pontját bevonjuk egy térbeli hasonlósági transzformációs modellbe, egy igen érdekes, „örvénylő” ábrát kapunk, ami 30-40 cm-es lineáris eltéréseket mutat.

Új típusú GNSS-vevő a nadapi OGPSH-ponton

 Miért ilyen ez az ábra, mi az oka az eltéréseknek? Ezt a kérdést vizsgáltam alaposabban. Arra jöttem rá, hogy a klasszikus magyar elsőrendű háromszögelési hálózatban az 1970-es évek elején távmérővel mért távolság (23 ilyen van) mindegyike átlagosan 11 cm-rel hosszabb, ha azt a GPS-szel mért távolsággal hasonlítjuk össze. Mivel pedig a távmérős távolságokat hibátlannak tekintették a számításkor, ez olyan kényszert jelentett, ami a hálózat érdekes forgó alakját eredményezte. Úgy gondolom, nemcsak tényeket kell megállapítanunk, hanem a miértekre is válaszolhatunk, ha igazi kíváncsiság hajt minket.

 Ehhez a GPS-EOV transzformációs témához említem meg, hogy olyan, általánosan használt kúpvetületet is találtam, ami a WGS84 ellipszoidhoz rendelhető és helyettesíti az EOV-t, nem kell annak bonyolult egyenleteit használni, amelyek például a korai navigációs vevőkbe nem is voltak beépítve.

– Vajon miről szólhat a következő 25 év?

– A jövőbelátás képességével nem rendelkezem, s mint említettem, a mából kiinduló extrapolálás sem célravezető. Az biztos, hogy a GPS/GNSS technika mindinkább életünk részévé válik. Nemcsak a professzionális felhasználók számára lesz megkerülhetetlen, hanem a mindennapi életben is. Ahogyan az időmérés fontos dolog, de csak az óra feltalálásával vált általános igénnyé, úgy a hely mérése is fontos, és mivel az űrtechnika megteremtette a széleskörű hely-mérés, helymeghatározás lehetőségét, az alkalmazások köre és az alkalmazók száma szinte robbanásszerűen nő. A technikai lehetőségek taglalásához képest azonban fontosabbnak tartom, hogy „felnőjünk” ehhez a technikához emberi oldalról; értő módon használjuk, jó célra használjunk, ne éljünk vissza vele. Ne a háború vagy a bűnözés segédeszköze legyen, ne a jogosulatlan megfigyelésé vagy a jogsértésé.

 TRUPKA ZOLTÁN

2015/25